Bepaling van de detectiedrempel van sinus- en pulsvormig gemoduleerd licht met hoge achtergrondluminantie bij een 1e-veld voor de two alternative forced choice methode en de methode van de constante stimuli

Bepaling van de detectiedrempel van sinus- en pulsvormig

gemoduleerd licht met hoge achtergrondluminantie bij een

1e-veld voor de two alternative forced choice methode en de

methode van de constante stimuli

Citation for published version (APA):

Kooijman, E. D., & Falkus, H. M. (1988). Bepaling van de detectiedrempel van sinus- en pulsvormig gemoduleerd licht met hoge achtergrondluminantie bij een 1e-veld voor de two alternative forced choice methode en de methode van de constante stimuli. (IPO-Rapport; Vol. 653). Instituut voor Perceptie Onderzoek (IPO).

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1988

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at:

openaccess@tue.nl

INSTITUliT VOOR PERCEPTIE ONDERZOEK Postbus 513-

sroo

MB EINDHOVEN

Rapport no. 653

Bepaling van de detectiedrempel van sinus-en pulsvormig gemoduleerd licht met hoge achtergrondluminantie bij een 1 °-Veld

voor

de Two Alternative Forced Choice methode

en

de Methode van de Constante Stimuli.

E.D.

Kooijrnan H.M. Fallrus

Rapport van het stagewerk uitgevoerd van januari 1988 tot en met juni 1988.

Begeleiders : Prof. dr. ir. JAJ.Roufs Ir. JA Pellegrino

SAMENVATTlNG

Gedurende een stageperiode van ca. 5 maanden is er onderzoek verricht naar de responsie van het visuele systeem van de mens op sinusvormig en pulsvormig

gemoduleerd licht bij een hoge achtergrondluminantie en een 1 °-veld.

Als model voor het visuele systeem van de mens werd het zgn. piekdetectiemodel gehanteerd (Roufs 1966, Roufs en Meulenbrugge 1967). Wanneer er gebruik wordt gemaakt van de extreme detectieregel, blijkt er (theoretisch) een lineair verband te bestaan tussen de detectiedrempel en het aantal even grote toppen van de responsie van de aangeboden stimulus (op log-log basis).

De detectiedrempel is volgens twee methodes bepaald :

1) TAF methode (Two Alternative Forced choice) 2) CSM methode (Methode van de Constante Stimuli) Bij vorige experimenten (Hadani/ Pellegrino) zijn in de meetresultaten grote verschillen (0.21ogeenh.) gevonden bij het meten met deze twee methodes. Daarom zijn nu alle metingen zowel via TAF als via CSM gemeten, waarbij de metingen snel na elkaar in counterbalance werden uitgevoerd. Een directe vergelijking van de resultaten is nu mogelijk.

De gemeten karakteristieken zijn :

1)

De Lange karakteristieken ; de amplitudegevoeligheid als functie van de frequentie. Dit gebeurde bij 5 seconden inspectietijd. 2) De drempel van sinusvormig gemoduleerd licht als functie van het

aantal aangeboden toppen met de frequentie als parameter. 3) De drempel van pulstreinen als functie van het aantal aangeboden

pulsen.

Alle gemeten karakteristieken blijken voor beide meetmethodes identiek. De onderlinge verschillen vallen in de onzekerheidsmarges rond de meetpunten.

De bepaling van B uit de sinustrein met beperkt aantal toppen geeft resultaten met een grote onbetrouwbaarheid.Er werden zelfs negatieve B's gevonden. Bij het bepalen van de drempel als functie van het aantal pulsen bleken de metingen te zijn verricht met donker-pulsen in plaats van licht-pulsen. Theoretisch en praktisch zijn er in het verleden geen aanwijzingen gevonden dat er enig verschil is in resultaten tussen donker- en lichtpulsen. Experimenteel is voor één puls (duur 300 ms) aangetoond dat het resultaat hetzelfde is voor zowel donker-pulsen als licht-pulsen.

INHOUD

1. Inleiding

3

2. Theorie

2.1

Model van het visuele systeem van de mens

4

2.2

Responsie op stimuli

4

2.3

De Lange-karakteristieken

5

2.4

Uitbreiding model 7

2.5

Flitsdrempels

8

3. Experimenten

3.1

Doelstelling

11

3.2.1

Meting van de De Lange-kromme

11

3.2.2

Meting van detectiedrempels bij sinusoïdale stimuli

met beperkt aantal maxima

12

3.2.3

Meting van de detectiedrempel bij pulstreinen

12

3.3

Meetopstelling

13

3.4

IJkprocedure

14

3.5

Proefpersonen

14

4.

Meetprocedure

16

5. RestJtaten

5.1

Representatie van de gegevens

18

5.2

De Lange-karakteristieken

18

5.3

Sinustreinen met beperkt aantal toppen

21

5.4

Pulstreinen

28

5.5

Vergelijking donker- en lichtpulsen

29

5.6

Perceptieve verschijnselen

29

6. Conclusies

32

7. Literatuur

33

Bijlagen Bijlage I

34

Bijlage 11

40

Bijlage 111

41

1 INLEIDING

In de visuele groep van het Instituut voor Perceptie Onderzoek, een

samenwerkingsverband van de Technische Universiteit Eindhoven (TUE) en Philips Onderzoekslaboratoria, wordt het visuele systeem van de mens onderzocht. Zo wordt er in deze vakgroep onderzoek verricht naar o.a. perceptieve beeldkwaliteit van beeldschermen, helderheid en helderheidscontrast van verscheidene lichtbronnen en het In model brengen van het menselijke visuele systeem. Het in dit rapport

beschreven onderzoek is verricht in het kader van de opleiding tot electrotechnisch Ingenieur en is als stage vervuld aan bovengenoemd instituut.

Het onderzoek dat verricht is, heeft betrekking op het bepalen van karakteristieken van het menselijke visuele systeem. Zo zijn een aantal

overdrachtskarakteristieken, de zogenaamde De Lange-krommen, gemeten waarmee de gevoeligheid van het menselijke visuele systeem voor gemoduleerd licht beschreven kan worden. Tevens zijn er nog gevoeligheidsmetingen van sinusvormig gemoduleerd licht gedaan voor verschillende frequenties als functie van het aantal toppen. Dit is gedaan om enige uitspraken te kunnen doen over de De Lange-krommen voor de enkel-voudige sinusresponsie. Om de metingen te completeren zijn er experimenten gedaan bij pulsvormige modulatie waarbij de gevoeligheid als functie van het aantal pulsen gemeten werd. Hierbij is de de psychometrische functie van de 1-puls meting van belang. Al deze experimenten zijn zowel voor de CSM (constante stimulus methode) methode als voor de TAF (two alternative toreed choice) methode gedaan. In het verleden zijn grote verschillen In resultaten tussen deze twee meetmethoden gevonden. Dit aspect zal ook in het onderzoek nader betrokken worden.

Al deze metingen zijn gedaan in een 1 °-veld bij een hoog luminantieniveau (6400

cdjm2).

2 THEORIE

In dit hoofdstuk volgt een korte beschrijving van een model dat de

eigenschappen van het menselijke visuele systeem met betrekking tot gemoduleerd licht weergeeft.

2.1 Model van het visuele systeem van

de

mens.

Een model van het visuele systeem van de mens, weergegeven In figuur 2.1, Is beschreven in [lit.1].

V\ A1· ; ··· ..

~

·d

i

i

V

!IE

~

ffiJs;./

f

rel noveau

j

r ·•

·

1

i

·

-d

~~-

c •

.

E'

~

... +

d

t

t .• ·

-~Ie

t

--a=

j

rel noveau

I

I

-d

-!lid - t i j d

fig. 2.1 Model voor het visuele systeem

Het oog krijgt een stimulus L(t) aangeboden. De stimulus die het neMies bereikt wordt uitgedrukt in retinale verlichtingssterkte E(t) en is afhankelijk van het

luminantieniveau L en de pupiloppervlakte Ap ( in mm2 ) volgens : E(t)

=

L(t)

*

Ap (Td]. met [Td] is troland. Het signaal E(t) wordt doorgegeven aan een quasi lineair Oineair voor kleine amplitudevariaties gedurende korte tijd) systeem L(E), waarvan de parameters afhangen van het achtergrondniveau E. Een verandering van E(t) wordt gedetekteerd wanneer de som van het signaal U(t) en de ruis n(t) het drempelniveau d

overschrijdt. Er wordt verondersteld dat de ruis n(t) gaussisch is (d.w.z. dat de ruis normaal verdeeld is met verwachtingswaarde 0).

2.2 Responsie op stim!Ji

Een sinusvormig ingangssignaal kan als volgt beschreven worden L(t)

=

Lo ( 1

+

m sin(wt) )

Dit signaal geeft een retinale verlichtingssterkte :

E(t)

=

Eo

+

e sin(wt)

=

Eo ( 1

+

m sin(wt) )

als volgt beschreven worden :

U{t) = e IL(w,E)I sin{wt-(({w,E))

De detektiedrempel is afhankelijk van de meetmethode die gebruikt wordt . Bij de TAF methode Is de detectie drempel 75% en bij de CSM methode 50% (zie bijlage

11).

De ruis heeft geen invloed op de drempel omdat verondersteld werd dat de verwachtingswaarde van de ruis n{t) gelijk aan 0 was.

Interessant Is de overdrachtsfunktie :

L{w,E) = I L(w,E) I exp{-jtp (w,E)) Bij een detektiekans van 50% geldt max{U(t)) =

.±..

d. Dus: e I L(w,E) I =

.±..

d

zodat:

I

L{w,E) /dl= 1 je = 1 /Eo m(w)

Door de amplitude e bij 50% waameminingskans te meten, kan experimenteel de overdrachtsfunctie I L(w,E)/d

I

bepaald worden.

2.3

De De

lJlnge-brakteristieken

Deze karakteristieken zijn benoemd naar H. de Lange die veel heeft bijgedragen aan het opstellen van theorieën en uitvoeren van experimenten om Inzicht te krijgen In het menselijke visuele systeem. Zo kwam hij tot een linearisatle van het model van het visuele syteem. Door aan te tonen dat de flikkerdrempel van willekeurige periodieke signalen m.b.v. Fourieranalyse voorspeld kan worden uit de amplitude gevoeligheidscurven voor harmonisch gemoduleerd licht zijn de flikker-fusie experimenten vereenvoudigd. Daarbij is vaak alleen de grondfrequentie van belang omdat de 2e en hogere harmonischen al zodanig verzwakt zijn dat hun Invloed verwaarloosd kan worden.

no flicker

l•

-. ~

...

~ .; c: ïii i

.,

c:

k

"'

.,

_-a

~ E

I

..

0

1

time

fig. 2.2

De

De Lange-karakteristiek( Roufs, [lit.1))

De kromme wordt globaal door 2 punten gekarakteriseerd :

1) de afsnijfrequentie fh : de afsnijfrequentie fh wordt gedefinieerd als die frequentie aan de hoogfrequente kant waarbij de modulatie gevoeligheid tot de helft van de maximale waarde Is gedaald.

het hoogst Is, wordt de gevoeligheidsfactor S genoemd.

De gevoeligheidsfactor S Is afhankelijk van de achtergrondluminantie. Uit figuur

2.3 blijkt dat bij toenemende achtergrondluminantie de absolute gevoeligheidsfactor S

afneemt. Het visueel systeem Is dan ongevoeliger. In tegenstelling tot de gevoeligheldsfactor S neemt de afsnijfrequentie fh toe met toenemende achtergrondluminantie (figuur 2.4). Het visuele svsteem wordt dan sneller.

:-;:: :: -1 ..._--+---+---t ïii c ~ -2 ..._--+--+---t Cl ~-3~~----~~~~----._~----~ -1

o

2 3 "' Slog₁₀td

0

fig. 2.3 Gevoeligheidstaeter

S als functie van E. (Roufs, [lit.1 ])

fig. 2.5

De-Langekarakteristieken bij verschillende achter-grondluminanties (Roufs, [lit.1])

]

25.--.---.---~~---.--l

Hz

j

"""

20

...__-+--_,

--1·-~,

i15

I

~

I

10 I

I

!

I

-ö

I

s

-

:::J u

I

0~_.--~--~~--~--._~ -1 0 1 2 3 "' Slog10td

log background lntensity

E

fig. 2.4

aubj HJM

fo.u ~

Afsnijfrequentie fh als functie van E.

~j. RK fovea 1•

!~r---~--~-r----~---+---~

J

_₅ 1 10 100Hz 1 2 ' 10 o 1 2 log 10Hz 11 ₀ log frequenc 1 f

De De-Lange karakteristieken zullen dus bij toenemende achtergrondluminantie een verschuiving naar rechtsbeneden vertonen (figuur 2.5).

2.4 Ulbreiding

model

De in paragraaf 2.3 behandelde De-Lange krommen verschaffen alleen informatie over het menselijke visuele systeem. Om echter de temporele overdrachtsfunctie te kunnen bepalen moet de responsie van een enkelvoudige sinus bepaald worden. Omdat de resultaten van de enkelvoudige-sinusmetingen verstoord worden door Inschakelverschijnselen Is deze responsie niet zonder meer te meten. Deze meting kan wel uitgevoerd worden door een puls te superponeren op een onderdrempelig sinusvormige modulatie. Door de puls in een bepaalde fase van de sinus te zetten en de drempel te bepalen kan de enkele sinus afgetast worden. Als zo de responsie van verschillende sinussen met verschillende frequenties gemeten worden kan de enkelvoudige sinuskarakteristiek bepaald worden (Roufs, Pellegrino, [lit.9]). Dit excitatiesignaal Is weergegeven In figuur 2.6.

!

J~

STJKULUS. •

~

Ë

~

Vl z l&l E 1-z

...

---~~­ fig. 2.6 tijd . . . Superpositie van puls op sinus ... Vl fig. 2.7

...

tiJd Responsie niveau

De vorm van deze kromme verschilt van de De-Lange kromme. Dit kan verklaard worden door uit te gaan van twee detectiemechanismen, een

LOF

overdracht voor de lage frequenties (perceptieve gewaarwording "deining") en een

BOF

voor de hoge frequenties (perceptieve gewaarwording "onrusr). Zie figuur 2.8.

..a 0.. Je c I I - , I ),

,-.

,g

4ll . .., \ e, .., 1

f,! '

c, . ...,

o,::

onrust c ~ (alitation)

s

~---~---fig. 2.8 LOG UEQUiliTII _ , .

De

De-Lange karakteristiek opgebouwd uit

LOF

en

BOF

filter. fig. 2.9 deining ( swe 11 ) onrust (alitation)

LOF

en

BOF

detectiemechanismen

De De-lange krommen uit paragraaf 2.3 zijn de resultaten van drempelmetingen waarbij de stimuli gedurende een vaste tijd werden aangeboden. Door de vaste stimulus tijd verschilt het aantal toppen per frequentie. Omdat de kans op detectie van de stimulus groter wordt naarmate het aantal toppen toeneemt, kan gesteld worden dat een De-lange kromme niet de werkelijke enkelvoudige-sinus

drempelwaarde weergeeft. Deze krommen geven dus niet voldoende informatie over de temporele overdrachtsfunctie. Om nu toch enige uitspraken te kunnen doen uit de De-lange krommen voor de enkelvoudige-sinus responsie, worden voor enkele vaste frequenties drempelmetingen gedaan als functie van het aantal toppen. Door

extrapolatie kan dan de modulatiediepte gevonden worden van de enkelvoudige-sinus meting. Voor een verdere theoretische uitwerking zie Boot en Wijdeven [Lit.

6].

Ter controle van de De-lange kromme worden er metingen uitgevoerd waarbij de drempel wordt bepaald als functie van het aantal toppen. De hellingen

dCiog el

=

.:L

(2.1) d(log n) 6

( n :aantal toppen. B: ruisfactor)

moeten bij de experimenten van een gepoorte sinus en variabel aantal toppen bepaald worden. De gevonden waarde B kan gekontroleerd worden met de helling van de psychometrische functie van het enkele puls experiment. Deze B verschilt echter per meetmethode.

Bij CSM ligt de drempelwaarde bij 50%. Er geldt dan: B=1.15*(ejo)

met ejO' = 1 /( 21.8 * (dpjdv)p= 0.5 ) (2.2)

met dpjdv de helling van de psychometrische kromme bij enkel puls-experiment. Bij TAF ligt de drempelwaarde bij 75%. Er geldt dan :

B

=

1.15

* (

ejcr)

met ejcr = 1 /( 2 * 21.8 * (dpjdv)p=0.75) (2.3)

2.5 Puls(flits-)drempels

Figuur 2.10 laat de drempel zien als functie van de pulsduur bij verschillende achtergrondniveau's. Bij flitsen van korte duur blijkt dat het produkt van de drempel en de pulsduur constant is, afhankelijk van het achtergrond niveau. Dit noemt men de wet van Bloch .

.J'

< < Tc

E.

..f

= f(E)

Voor flitsen van lange duur is alleen het achtergrondniveau van invloed.

4'> >Tc t:L

=

g(E)

..

-~

I

.5

)

•

!

=

met Tc de kritieke pufsduur, gedefinieerd als het snijpunt van de lijnen voor beide situaties (figuur 2.11 ).

d

_'

_{subj. HJM}

l

'

I ~ _{fovea 1°}

'

3~

'

'~

'

,,_

_{- - E•2:}

x

~

'

_'

~

'

2

'

"

...

'-o-~

o<

> -

~

'='l•oot

SOOOtd d

'

~, ~

:'-'

_'

1

'

...

---

- -·.sótd

go

~ ~

_'

~ ~--~

17-?--

11.5

de"'

~~

'

td 0 c~, '~'""- ~~-

c:r-

~ t-

~

'-0' -

r-

-A...t:-r1 td Std

'~

i> f>9. subj. RK fovea1" ":! .52.5 td

J_

1

'~

~

,'l;fJ-

+~<t"dx

~1. 9td _3td 211 2 5 0 I 10 100 2 log duration &

- , n t - -

p...

1000 _{-1 1} 0 I s 10 1 2

log duration &

fig. 2.10 Drempel als functie van de pulsduur (Roufs, (lit.1 ,p. 269])

~~

~~J:0lE

₁

- t i m e

..

!~

~ logcL

_.,

---f

:

~ I

-

:logTc

Î

log duration &

fig. 2.11 Schematische weergave drempel als functie van pulsduur(Roufs, (lit.1j)

Er kan nu een gevoeligheidsfactor F gedefinieerd worden volgens : F .. 1 /êL

Deze definitie van de gevoeligheld F voor pulsen met een grote pulsduur, gecombineerd met de theorie In (llt.4) levert een verband op tussen F en de gevoeligheldsfactor S. Het blijkt dat het quotlent F /S - 0.5

Is.

~ ]

-1~-+---r--~~-ën

c

:l

-2~-+---+--+--f---lii'-M.~.,-1

8'

- -JL...-.-1....-.1....---I....-.I....---1....~

}_~ ±ort~fj.o

I

-1 0 1 2 3 4 log td

log backgr. intensity E 10

fig. 2.12 Gevoeligheidsfactoren S en F als functie van achtergrondluminantie (Roufs, [lit1 ,p.274])

Onder perceptieve verschijnselen worden de waarnemingen verstaan die de proefpersonen gedurende de metingen doen.

Donkere concentrische ringen werden waargenomen rondom het fixatie punt. Door het 1

°

veld was behalve het uitgezonden licht ook het strooilicht rondom te zien. Vaak was het flikkeren van het licht beter In het strooilicht te zien dan in het middelpunt.

Bij hogere frequenties werd soms ook een onrustig beeld waargenomen. Dit had tot gevolg dat het vaak moeilijk te beslissen was of het waargenomen flikkeren nu door modulatie veroorzaakt werd of door een onrustig beeld, indien na het einde van het interval nog flikkeren werd waargenomen.

Bij de meetvolgorde CSM - TAF leek het soms alsof bij de TAF meting niet zo zeer de twee intervallen met elkaar vergeleken werden, maar gekeken werd of in één van de twee intervallen flikkeren werd waargenomen. Dit is echter niet de bedoeling bij de TAF-meting.

Bij de meetvolgordeTAF - CSM trad dit verschijnsel niet op. Een verandering van de meetvolgorde kan dit misschien voorkomen. Bijvoorbeeld eerst alle TAF-metingen en dan alle CSM-TAF-metingen.

3. EXPERIMENTEN

3.1 Doelstelling

Uit voorgaande experimenten [lit.S, 6,7] blijkt er een significant verschil or te treden tussen metingen volgens de TAF-methode en metingen volgens CSM. De detectiedrempels die men meet via de TAF- methode blijken ongeveer 2 dB lager te liggen dan die gemeten via CSM.

De oorzaak zou kunnen liggen in de verschillende meetcondities. De data voor de twee meetmethodes zijn op verschillende dagen verkregen. Nu zullen we op een zodanige wijze deze metingen gaan uitvoeren dat deze verschillen zoveel mogelijk geëlimineerd zullen worden.

Daarnaast zullen we gaan bekijken in hoeverre het mogelijk is om

B

zinvol te bepalen bij een 1°-veld met hoge achtergrondluminantie. Tevens zal het aldus mogelijk zijn uitspraken te doen over de verbanden tussen de resultaten voor de toppen- en flikker-experimenten.

3.2.1 Meting van de De Lange-kromme

We meten nu de detectiedrempel als functie van de frequentie van de aangeboden golftrein. Het frequentiebereik waarbinnen gemeten wordt ligt tussen de 1 en 50 Hz. De ondergrens is een kwestie van relevantie; voor het gestelde doelleveren

metingen beneden de 1 Hz. geen bijdrage meer. De bovengrens is gerelateerd aan de maximale modulatiediepte van het AM-signaal. Voor de modulatiediepte m geldt: m

=

1h Vn_

=

_{14 10(-0.05*dB+0.74)}

I

Vg

I

1.898 0.74

=

ijkconstante(zie §3.4) dB

=

stand dB verzwakker

fig.

3.1. Gemoduleerd signaal.

l

time

Aldus kunnen we een 100% modulatiediepte berekenen. Deze ligt bij 3.21 dB. Derhalve zijn de metingen voor frequenties waarbij we onder de 4 dB (m = 91.3 %) komen afgebroken. Als maximale frequentie Is daarom 50 Hz genomen.

De duur van de stimuli is maximaal 5 sec. genomen, aangezien een langere Inspectietijd het oog te veel zou vermoeien. Dit zou de betrouwbaarheid van de

meting verlagen.

Ten bate van een nadere analyse zal ook de gevoeligheidsfactor S van de karakte-ristieken worden bepaald.

3.2.2 Meting

van

detectiedrempels bij sinusoidale stimuli met beper1ct

aantal

maxima

Een slnusoiäale stimulus wordt in de literatuur ook wel flikker of onrust genoemd.

Bij meting van de De Lange-krommes is er sprake van een (lange) sinuso"läale stimulus, met vele toppen. Het is duidelijk dat bij een afnemend aantal toppen men het signaal minder goed zal zien ofwel: de detectiedrempel zal dalen. Bij een drietal frequenties (dus eigenlijk samples van de De Lange- karakteristiek) wordt de detectiedrempel gemeten als functie van het aantal toppen.

De instelling van het aantal toppen is afhankelijk van de frequentie van de toe te passen stimulus; bij lage frequenties heeft het geen zin een groot aantal toppen te meten want dit maakt de inspectietijd te lang. De pp. is dan nl. niet in staat om gedurende het hele interval zijn oog te fixeren. Het aantal toppen kan worden Ingesteld door de duur van de poortfunctie te variëren (fig. 3.2).

T"a en

1b

zijn instelbaar, "Tc is afhankelijk van de frequentie. het aantal toppen is Instelbaar vla ta· Om de effecten van inschakelver-schijnselen te elimineren moet de poortfunctie voldoende

lang-zaam en glad in- en uitschakelen.

,

E

-te-I

2

6

- l i j d

I

fig. 3.2. modulatiesignaaL

3.2.3 Meting

van

de detectiedrempel bij pulstreinen

Nu wordt er gemeten met stimuli bestaande uit een opeenvolging van korte pulsen. De lengte van de pulstrein ligt tussen 1 en 16 pulsen (fig. 3.3). De meetvolgorde is willekeurig gekozen en weer voor elke proefpersoon in

counterbalance uitgevoerd. Dus per meetmethode twee meetseries per proefpersoon. Ter controle worden voor en na een meetserie metingen aan de detectiedrempel voor

1 puls uitgevoerd, dit om eventueel optredende drempelverschuiving te corrigeren. De pulstreinen worden gegenereerd mbv. de pulsteller waarmee variatie van het aantal pulsen In te stellen is.

Het intervalT tussen de pulsen ligt vast (vla de pauzecounter). De pulsduur ,

-J

Ingesteld met de pulsvormer is eveneens constant.

-1

= 8 ms. 1" .. 250 ms. • n

____ f1

..

:;

_i

,

-··"'·

fig. 3.3. pulsvonnige stimuli.

3.3 Meetopstelling

De totale meetopstelling is schematisch weergegeven in fig. 3.4. een toelichting op de details van de verschillende componenten vindt de lezer in bijlage I.

--- "-G __ _

LICHT ~\ .._~ HEJNZlN..;DI GlVOELIGl: y

ClL STUUH.KA~T

-r- ·

--r

L - - - J l - - - J

A : aeten •et qepoorte a1m~•••n I : . . ten ••t pulstreinen

De Heizingerstuurkast zorgt voor een constante stroom voor de xenonlamp en moduleert deze. De sterkte van de lamp is 150 W. Door terugkoppeling via een Jichtgevoelige cel is het mogelijk om voor een constante achtergrondluminantie te zorgen.

De proefpersoon start een interval. Naar gelang de stand van de intervalschake-laar (door de proefleider te besturen), zal de stimulus in het eerste of tweede

interval worden aangeboden. De vorm van de stimulus wordt in sectie A of B Ingesteld.

Sectie A: indien sinusvormig-gemoduleerde signalen gewenst zijn. Sectie B: bij metingen aan pulstreinen.

Via het modulerende gedeelte zal het (AM-) signaal, na verzwakking via de dB-verzwakker, de Heizingerstuurkast aansturen.

Het veld wordt gevormd door een Ulbricht-bol. De kijkopening werd op zodanige afstand bekeken dat er een veld van 1 o ontstond. In het midden van de Ulbricht-bol

was een fixatiepunt aangebracht.

3.4 IJkprocedure

Ter bepaling van van de retinale ver1ichtingssterkte van het oog is het noodza-kelijk dat we het verband kennen tussen de electrische signalen (de stand van de dB-verzwakker) en de opgewekte hoeveelheid licht, uitgedrukt in de fotospanning2. Met een luminantiemeter (Pritchard) wordt de achtergrondluminantie gemeten. Aflezing van de fotospanning geeft dan deze relatie. Tevens kan aldus de lux-meter geijkt worden. Meting met een luxmeter is een goede en snelle controle van de achtergrondluminantie en wordt vóór het begin van iedere meetsessie uitgevoerd.De fotospanning Uf kan voor verscheidene waarden van de dB-verzwakker afgelezen worden. Aldus kan een ijkgrafiek worden opgesteld die het volgende verband geeft tussen de fotospanning Uten de stand van de dB-verzwakker (3.2).

log Ut

=

-1/20 dB

+

C

(3.2) Ut = fotospanning in mV

dB = stand van de dB-verzwakker

C

=

ljkconstante, volgt uit ijkgrafiek 3.5 Proefpersonen

2 proefpersonen namen deel aan de metingen. Alleen het rechteroog werd gebruikt.

HF. geen psychofysische ervaring 21 jaar

visus rechteroog: 0.3 (zonder bril)

2.0 (met bril) sterkte bril(rechts): -0.75 dioptrie

pupildiameter tijdens meten: 5.5 mm.

JP. psychofysische ervaring 42jaar

visus rechteroog: 1.5

4 MEETPROCEDURE De proefpersoon.

Voor aanvang van de metingen dient de pp. te adapteren. Dit dient zeker 2 minuten te duren.

De detectiegrens wordt in principe voor TAF en CSM op dezelfde wijze bepaald. De proefpersoon start zelf het interval. Een akoestisch signaal geeft het begin en eind van het interval aan. Het tweede Interval wordt eveneens door de proefpersoon gestart (i.g.v. TAF). Zo is het mogelijk om tussen twee TAF-intervallen in even te ontspannen. De inspectietijden (dus duur v.h. Interval) kunnen langer zijn. In praktijk wordt voor CSM het signaal altijd In het eerste interval aangeboden. Vervolgens geeft de proefpersoon een reset voor het tweede interval.

De proefleider.

De proefleider draagt zorg voor de juiste instelling van de apparatuur en

controleert het signaal dat aan de proefpersoon wordt aangeboden. Dit wordt gedaan door aflezen van de fotospanning(representatief voor de aangeboden stimulus) op een oscilloscoop.

Daarnaast noteert hij de antwoorden en eventuele opmerkingen van de pp. die deze tijdens het meten geeft.

De metingen worden op twee manieren uitgevoerd, via TAF en via CSM. CSM

De p.p. krijgt bij één dB-stand 10 maal achtereen dezelfde stimulus aangeboden. Met een geluidssignaal kan de p.p. aangeven of hij de stimulus al dan niet gezien heeft. Voor deze dB-waarde leidt men dan een percentage waargenomen stimuli af. Deze procedure wordt voor verscheidene naast elkaar liggende dB-waarden uitgevoerd. Bij voldoende bemonsteringen rond het drempelniveau (dit kan variëren tussen 2 en 6 maal) wordt de drempelwaarde bepaald door benadering van de psychometrische kromme met een rechte lijn (psychometrische kromme: zie bijlage 11).

Voor het bepalen van deze rechte lijn worden slechts punten gebruikt die binnen het interval 1 0% tot 90% liggen. Aldus wordt de fout In de lineaire benadering

geminimaliseerd (zie fig. 4.1)

TAF

Hier wordt dezelfde methode toegepast, zij het met één verschil; aangezien de detectiegrens bij 75% ligt, dienen de bemonsteringen rond dit percentage te liggen. De stimulus wordt nu of in het eerste

of

In het tweede interval aangeboden. De proefleider bedient de lntervalkeuzeschakelaar, hij dient het interval volkomen "random" te kiezen.

....

100 .... ₁₀₀

]

: i

l

so

i

75

...

10

i

fll

i

0

0

...

Id ---+

-8.

stimulussterkte stimulussterkte

fig. 4.1 Psychometrische kromme

Het aantal meetpunten

Bij elke methode (TAF en CSM) zijn 4 psychometrische functies bepaald. Elk gemiddelde bestaat dus uit 4 meetpunten per methode. Er is gezorgd voor snel wisselen tussen de meetmethodes en de metingen zijn in counterbalance uitgevoerd.

5 RESULTATEN

5.1 Representatie van de gegevens

Bij alle uitgevoerde metingen verkrijgen we een aantal karakteristieken die verband leggen tussen de stand van de verzwakker en de frequentie of het aantal toppen of pulsen. Om deze verzwakking nu om te rekenen naar objectieve (verge-lijkbare) gegevens, zullen we de overige gegevens van de meetsituatie moeten Incalculeren. Deze waarden worden als volgt omgerekend (5.1 )3.

voor sinus:

log e

=

~.05 dB + Ijkfactor -log2 + log(Lm) -log204- log 1 Ut I + JogAp [log Td]

(5.1)

Voor flitsen valt in (5.1) de factor log2 weg aangezien het signaal enkelzijdig is. achtergrondluminantie [cd/m2]

versterker (theorie 40 dB, uit meting:204 x) oppervlakte pupil [mm2]

gecorrigeerde fotospanning [mV]

De eenheid waarin de resultaten aldus kunnen worden uitgedrukt is [Jog(Td)].[lit.8]

5.2

De

Lange-karakteristieken

De resultaten zijn uitgezet in grafieken 5.1 a en 5.1 b voor pp. HF en

JP.

Bij pp.

JP

ligt het hoogste punt van de kromme bij een iets lagere frequentie (

JP:

10 Hz, HF: 12.5 Hz), terwijl de gevoeligheid van pp.

JP

groter is dan die van pp. HF (tabel 5.1). Zoals verwacht verschuift de drempel naar negatievere waarden als gevolg van de grotere achtergrondluminantie en verschuift het optimum naar hogere frequenties4 (vergelijk met fig.5.2).

Uit de karakteristieken bepalen we de sensitivityfactor

S.

De topwaarde voor de gevoeligheid in de De-Lange kromme wordt de sensitivityfactor

S

genoemd. sd is de standaarddeviatie van

S

bepaald uit de vier meetreeksen

3 Boot en Wijdeven [Jit.6)

-3.0

-log(e)

(-logTd)

-4.

pp. HF

veld 1 gr

6400 cd/m2

•csM

• i

o TAF

i

D

ij

•

D

•

i

D

•

~

I

a

···f··· ···+···

i

~

---~·l

l_. ______ "

I

I

I

I

0

•

-5.0

L...-+--~--+---+---+---f-..._+---+--+--+---+---+-1-+---+-... __.

0.0

0.5

1.0

1.5

frequentie (log Hz)

-3.0

-log(e)

(-logTd)

pp.JP

veld 1 gr

6400 cd/m2

•csM

D

TAF

D

•

0

;

lil

D

•

•

-3.5

~---4---~---~--~----~

-4.0

-4.5

-5.0

0.0

0.5

1.0

frequentie (log Hz)

Grafiek 5.1b . De-Langekarakteristiek voor TAF en CSM, pp.JP

1.5

•

D

-a. ~ - , J P 00( p0

.

E ai:IOO ld 00 0 1 ·ID 0 ₀ i

.

_{0 0} 0 1 _i!> fig5.2 <D 0 {.) UI -Q.~ Q.D Q.S

"

I G g -r t UI jiGfiGIU

I

I.)

Meting met 1 gr. veld en 1200 Td achter-grond voor pp. JP.

Hierun valt af te lezen dat voor ieder proefpersoon de verschillen voor de meetmethode minimaal zijn. Proefpersoon JP heeft echter een significant hogereS-factor dan pp. HF.

Is er nu een verschil tussen de resultaten verkregen via TAF en CSM? We zetten nu aan beide zijden van ieder meetpunt twee maal de standaarddeviatie van dat punt un. Aldus creëren we een 95% betrouwbaarheidsinterval rond dat punt. Als we dH voor alle resp. punten-paren (TAF-CSM) van beide krommes tabel 5.1 Sensitivity factor S (log 1/Td]

pp. HF pp. JP

log (S) sd(gem) log (S) sd(gem)

CSM -3.2 0.05 -3.1 0.07

TAF -3.1 0.08 -3.0 0.01

5.3 Sinustreinen met beperkt aantal toppen

doen, dan vinden we dat voor alle frequenties deze intervallen elkaar overlap-pen. Dit is zowel bij HF als bij JP het geval. Hieruit

vol-gt

dan de conclusie dat tussen de twee krommes, zoals wij ze gemeten hebben, geen significant verschil bestaat, c.q. TAF en CSM geven gelijk resul-taat.

We vinden nu het verband tussen de detectiedrempel en het aantal toppen (op log-log basis). We verwachten dat bij toenemend aantal toppen de detec-tabel 5.2 ~ bij sinustreinen tiedrempel zal dalen. De

pp. TAF JP CSM TAF HF CSM

met beperkt aantal toppen regressierechte door de meetpun-5 Hz 12.5

Hz

-15.1 -14.3 -9.5 -23.1 14.1 -55.3 87.4 -23.4 40Hz -17.4 -16.6 24.3 34.5

ten in de grafiek zal een richt-ingscoëfficiënt hebben van -1/~

(zie par 2.4). In grafieken 5.3 tlm 5.8 zijn de resultaten ungezet voor beide proefpersonen. Vie (2.1) bepalen we~ (tabel 5.2).

HF 5 Hz TAF

4

3.95

3.9

3.85

3.8

3.75

3.7

3.65

3.6

,..

3.55

regr.hell .• 07

.,

intercept 3.35 V

_3.5

~ 0

3.45

_{bet a} 14.10

...

_3.4

3.35

3.3

3.25

3.2

3.15

3.1

3.95

3

.5

.75

1

1.25

1.5

1.75

2

logCn>

HF 5 Hz

CSM

4

3.95

3.9

3.85

3.8

3.75

3.7

3.65

3.6

,..

3.55

regr.hell _·.01

.,

V

3.5

intercept 3.29 ~ 0

_3.45

...

_3.4

bet a B7.n

3.35

3.3

•

•

3.25

_•

3.2

3.1.5

3.1

3.95

3

.5

.75

1

1.25

1.5

1.

75

2

log(n)

fig. 5.3 Gevoeligheid als functie van het aantal toppen, frequentie 5 Hz.,pp HF.

HF

1.2.5

Hz TAF

3.5

3.45

3.4

3.35

3.3

3.25

3.2

3.1.5

3.1.

_{regr.hell .02}

,..

3.95

•

11 intercept 3.02 o,J

3

•

.,.

0

2.95

bet a ·55.25

....

2.9

2.85

2.8

2.75

2.7

2.65

2.6

2.55

2.5

.75

1

1.25

1.5

1. 75

2

2.25

log(n)

HF

1.2.5

Hz

CSM

3.5

3.45

3.4

3.35

3.3

3.25

3.2

3.1.5

3.1.

,..

3.95

11 regr.hell .04 o,J

3

.,.

•

intercept 2.97 0

2.95

....

bet a _·23.42

2.9

2.85

2.8

2.75

2.7

2.65

2.6

2.55

2.5

.75

1

1.25

1.5

1.75

2

2.25

log(n)

fig. 5.4 Gevoeligheid als functie van het aantal toppen, frequentie 12.5 Hz.,pp HF.

HF 49 Hz TAF

4.5

4.45

4.4

4.35

4.3

4.25

4.2

4 . .15

4 . .1

,...

_•

_regr.hell -.04

•

4.95

V

₄

intercept 4.19 tft 0

3.95

_{bet a 24.27} 00'4

3.9

3.85

3.8

3.75

3.7

3.65

3.6

3.55

3.5

1.5

1. 75

2

2.25

2.5

2.75

3

losr<n>

HF 49 Hz

CSM

4.5

4.45

4.4

4.35

4.3

4.25

4.2

4 . .15

4 . .1

•

regr.hell -.03

,...

_•

•

4.95

intercept 4.15 V

4

tft 0

3.95

bet a 34.48 00'4

3.9

3.85

3.8

3.75

3.7

3.65

3.6

3.55

3.5

1.5

1. 75

z

2.25

2.5

2.75

3

losr<n>

fig. 5.5 Gevoeligheid als functie van het aantal toppen, frequentie 40 Hz.,pp HF.

JP 5

Hz

TAF

4

3.95

3.9

3.85

3.8

3.75

3.7

3.65

3.6

,.,

3.55

regr.hell .07 11

...,

3.5

intercept 3.15 ~ 0

_3.45

_{bet a}

....

·15.11

3.4

3.35

3.3

3.25

3.2

3.1.5

3.1.

3.95

3

.5

.75 1 1.25 1.5 1. 75 2

log(n)

JP 5

Hz CSM

4

3.95

3.9

3.85

3.8

3.75

3.7

3.65

3.6

,.,

3.55

regr.hell .11 11

...,

3.5

intercept 3.10 ~ 0

3.45

....

bet a ·9.47

3.4

3.35

3.3

3.25

3.2

3.1.5

3.1.

3.95

3

.5

.75 1 1.25 1.5 1. 75

z

log<n>

fig. 5.6 Gevoeligheid als functie van het aantal toppen, frequentie 5 Hz.,pp JP.

JP

12.5

Hz

TAF

4

3.95

3.9

3.85

3.8

3.'75

3.'7

3.65

3.6

,..

3.55

11 OJ

_3.5

regr .hell _.0697 ~ _intercept 3.21 0

3.45

...

3.4

_{bet a} ·14.35

3.35

3.3

3.25

3.2

3.15

3.1

3.95

3

. 75

1

1.25

1.5

1. 75

2

2.25

log<n>

JP

12.5

Hz CSM

4

3.95

3.9

3.85

3.8

3.'75

3.'7

3.65

3.6

regr.hell

,..

_.04 11

3.55

_intercept 3.22 OJ

_3.5

~ 0

3.45

_{bet a ·23.09}

...

3.4

3.35

3.3

3.25

3.2

3.15

3.1

3.95

3

.75

1

1.25

1.5

1.75

2

2.25

log(n)

fig. 5. 7 Gevoeligheid als functie van het aantal toppen, frequentie 12.5 Hz.,pp JP.

JP

49

Hz

TAF

5

4.95

4.9

4.85

4.8

4.75

4.7

4.65

4.6

,...

4.55

.,

_{regr. he ll .06} V

_4.5

tJI intercept 4.16

c

4.45

...

4.4

bet a ·17.42

4.35

4.3

_•

4.25

4.2

4.1.5

4.1.

4.95

4

1.5

1.75

2

2.25

2.5

2.75

3

log<n>

JP

49

Hz CSM

5

4.95

4.9

4.85

4.8

4.75

4.7

4.65

4.6

,...

4.55

.,

V

4.5

tJI

c

4.45

regr.hell _.06

...

_intercept

4.4

4.12

4.35

4.3

bet a ·16.61

4.25

4.2

4.1.5

4.1.

4.95

4

1.5

1. 75

2

2.25

2.5

2.75

3

log<n>

fig. 5.8 Gevoeligheid als functie van het aantal toppen, frequentie 40 Hz.,pp JP.

De onzekerheid in de meetpunten Is groot en dit komt tot uiting In de gevonden waardes voor B. B blijkt diverse malen een negatieve waarde te hebben, bovendien lopen de gevonden waardes ver uiteen. Niet verwonderlijk overigens als we bedenken dat de 95% betrouwbaarheidsintervallen rond ieder punt In de grafieken zodanig groot zijn dat I.p.v. een negatieve B net zo goed een positieve B gevonden kan worden.

Gezien het aantal metingen waardoor een rechte wordt bepaald (240) en dus ook B, lijkt er geen verklaring via de stochastiek te zijn. De Invloed van de

meetprocedure (CSM of TAF) is niet vast te stellen. We vinden enkele redelijke waardes voor

B,

maar die liggen enigszins aan de hoge kant (vgl. Roufs [lit. 2), p.283 fig.3).

5.4 pulstreinen

Allereerst is F bepaald(§ 2.5). Uit meting van de drempel van één flits (duur: 300 ms) islL bepaald. Dit is alleen voor CSM gedaan.

F=

1

=3.18

*

10-5 (HF)

[ L

6.20

*

1 o-5 (JP)

Uit de meting van de De Lange-krommen kennen we S;

pp: HF JP

logS (CSM) -3.2 -3.1

Hieruit volgt dat:

log(S/F) = 1.3 (HF) 1.1 (JP)

Deze waardes liggen aan de hoge kant maar zijn zeker acceptabel, zie p. 9 [lit.1 ). We kunnen nu, uitgaande van de psychometrische kromme's voor het enkele-puls experiment6, via (2.2) of (2.3), een

B

bepalen. Om een juiste lineaire benadering van de psychometrische kromme te maken (en dus de juiste waarde voor

6

te vinden) gebruiken we alleen die dB standen waar 0.2 < p(dB) < 0.8 (CSM) en 0.65 < p(dB) < 0.85 (TAF). Zie fig. 5.9 en 5.1 0.

Voor pp. HF: pp. JP: B= 14.8 (TAF) B= 10.2 " B= 12.7 (CSM). 6=11.6 "

De waardes zijn ieder berekend uit het gemiddelde van 4 richtingscoëfficiënten, dus uit ongeveer 120 metingen.

6 enkele puls-experiment: drempelmetingen (TAF en CSM), waarbij slechts 1 puls van 300 ms (moet groter zijn dan T c• zie fig. 2.11) wordt gegeven. Hieruit Is EL te berekenen.

Vervolgens vinden we de relatie tussen de lengte van de pulstrein en de detectie-drempel. Zoals verwacht daalt deze bij een langere reeks pulsen. Via (2.1) berekenen we hieruit de B's. Slechts in één geval volgt hieruit een aannemelijke waarde. Ook nu Is de geringe zekerheid van de meetpunten de oorzaak van de slechte betrouw-baarheid van de gevonden waarde's voor

6

7.

5_5 Vergelijking donker- en licht-pUsen

De metingen van de flitstreinen zijn

om

praktische redenen uitgevoerd met decrementen ( donkerpulsen) en niet met lncrementen. Theoretisch noch praktisch hoeft dat verschil te geven [lit.3, p. 831-838 ). Als contröle zijn zowel voor licht-als voor donkerpulsen metingen gedaan. Voor pp. HF en

JP

zijn metingen gedaan met pulsen van 300 ms, bij 6200 cdjm2, voor zowel CSM als TAF. Het resultaat is weergegeven in tabel 5.3.

tabel 5.3 vergelijking resultaten met decrementen en incrementen. gemiddelde drempel(uit 4 metingen) [log 1 fTd]

TAF

sd

CSM

sd

JE

decrementen -4.065 0.031 -4.045 0.030 incrementen -4.118 0.003 -4.070 0.040 HF decrementen -4.120 0.087 -4.171 0.069 incrementen -4.331 0.087 -4.347 0.059 Gezien de spreiding in de gevonden detectiedrempels blijkt op deze wijze dat we mogen aannemen dat er inderdaad geen verschil is tussen metingen met incrementen of met decrementen.

5.6 Perceptieve verschijnselen; subjectieve waarnemingen

Onder perceptieve verschijnselen worden de subjectieve waarnemingen verstaan die de proefpersonen gedurende de metingen doen.

Donkere concentrische ringen werden waargenomen rondom het fixatiepunt Door het 1 o veld was behalve het uitgezonden licht ook het strooilicht rondom te zien. Vaak

was de flits of flikker van het licht beter in het strooilicht te zien dan bij het

fixatiepunt De proefpersonen dienden zowel op het fixatiepunt te letten als op het strooilicht rondom.

Bij hogere frequenties werd soms ook een onrustig beeld waargenomen. Dit had tot gevolg dat het vaak moeilijk te beslissen was of het waargenomen flikkeren nu door modulatie veroorzaakt werd of door een onrustig beeld, indien na het einde van het interval nog flikker werd waargenomen. Hield het naftikkeren kort na het einde van het "stimulus-interval" op, dan werd dit als behorende bij het signaal beschouwd.

JP

~litsen

TAF

0

s

4.95

4.9

4.85

4.8

4.75

4.7

4.65

,..

_4.6

111

4.55

~ _{regr.hell .03} 11

_4.5

•

V intercept _4.42 tJI

4.45

•

0

4.4

•

....

bet a ·30.03

4.35

•

4.3

4.25

4.2

4.1.5

4.1.

4.85

4

11

.25

.5

.75

1

1.25

1.5

log(n)

JP

f"litsen

CSM 0

5

4.95

4.9

4.85

4.8

4.75

4.7

4.65

,..

4.6

"'

4.55

~ Q,l

_4.5

_regr.hell

_{•• os}

V tJI

4.45

•

intercept 4.46 0

4.4

....

_•

bet a

4.35

19.57

4.3

4.25

4.2

4.1.5

4.1.

4.85

4

11

.25

.5

.75

1

1.25

1.5

log<n>

HF

f'litsen

TAF

5

4.95

4.9

4.85

4.8

4.75

4.7

4.65

,..

4.6

111

_4.55

~

"

4.5

...

regr.hell .• 02

tn

4.45

_intercept 4.31 0 ...c

4.4

4.35

bet a 43.67

•

4.3

4.25

•

4.2

4.1.5

4.1.

4.95

4

8

.25

.5

.75

1

1.25

1.5

log<n>

HF

f'litsen

CSM c

5

4.95

4.9

4.85

4.8

4.75

4.7

4.65

,..

_4.6

111

4.55

~

"

4.5

...

tn

4.45

_regr.hell .01 0 ...c

4.4

intercept _4.34

4.35

•

•

4.3

bet a _·97.09

4.25

4.2

4.1.5

4.1.

4.95

4

8

.25

.5

.75

1

1.25

1.5

log(n)

6. CONO...USIES

We hebben gevonden, dat bij een directe vergelijking van de TAF- met de GSM-methode geen significant verschil oplevert. Dit in tegenstelling tot voorgaande experimenten (PellegrinojHadani). Zoals verwacht bij hoge achtergrondluminantie, wordt de gevoeligheid van de pp. lager en ligt de maximale gevoeligheid bij een hogere frequentie. Uit het enkele puls-experiment hebben we log(S/F) bepaald. Hoewel deze verhouding groter was dan 1 (JP: 1.1 HF: 1.3 ), Is deze niet uitzondertijk(vgl. [lit.1], p. 274, fig.10).

Uit de experimenten met sinuso"läale stimulus met beperkt aantal toppen hebben we B bepaald. We vonden hier waardes voor B die vrij hoog waren ( ordegrootte 1 0) terwijl er ook negatieve B's gevonden werden. De betrouwbaarheid van deze waardes is gering. De bepaling van B uit de sinustreinen met beperkt aantal toppen blijkt ook hier niet betrouwbaar te zijn (vgl. Damenen vd Meer [lit.7] met Legdeur en Bierens [lit.S], waar tegengestelde resultaten werden gevonden).

Vergelijking met B's bepaald uit het enkele puls-experiment is niet zinvol; zowel teken als orde blijken flink te verschillen.

Bij de bepaling van B uit de karakteristieken van de pulstreinen bleek dat ook hier de betrouwbaarheid van de B's klein was. Doordat wij zowel me TAF als CSM gemeten hebben, moesten we het aantal metingen per methode beperken, dit om de metingen in één sessie te passen, die niet langer kan zijn dan één dag. Dit is ten koste gegaan van de zekerheid van de meetpunten.

Overigens blijkt er geen verschil te zijn tussen het gebruik van donker- en licht-pulsen.

7. UTERATUUR

[1] J.A.J. Roufs, "Dynamic properties of vision I; Experimental relationships between flicker and flash thresholds". Vision Research vol 12 pp 261-278.

[2] J.A.J. Roufs, "Dynamic properties of vision 11; Theoretica! relationships between flicker and flash thresholds". Vision Research vol 12 pp 279-292.

[3] J.A.J. Roufs, "Dynamic properties of vision IV; Thresholds of dercremental flashes, incremental flashes and doublets in relation to flicker fusion". Vision Research vol 14 pp 835-851.

[4] J.A.J. Roufs, "Dynamic properties of vision VI; Stochastic threshold fluctuations and their effect on flash to flicker ratio". Vision Research vol 14 pp 871-888.

[5] E. Bierens en G.L Legdeur, IPO Rapport no 533; "Bepaling van de flikkerdrempel van sinus- en pulsvormig gemoduleerd licht met hoge achtergrondluminantie in een Ganzveld experiment (1986).

[6] HAM. Boot en E.F. van de Weijdeven, IPO Rapport no 590; "De drempel als functie van de veldgrootte bij flikker en flits experimenten {1987).

[7] G.H.J. Damenen J.G.M. v.d. Meer, IPO Rapport no 630; "Bepaling van de flikkerdrempel van sinus- en pulsvormig gemoduleerd licht met hoge achtergrondluminantie in Ganzveld experiment (1987).

[8] Licht en Geluid, dictaatnummer 6869 Technische Universiteit Eindhoven.

[9] J.A.J. Roufs en J.A. Pellegrino van Stuyvenberg, p.56-63. IPO Annual

L r

Bijlage I : Apparatuur beschrijving

In dit hoofdstuk zal kort ingegegaan worden hoe alle apparatuur met elkaar verbonden is. Een uitgebreide beschrijving van de modules, functie generatoren en de overige apparatuur vindt men in Bierens en Legdeur ,[lit.5]. Wel zal kort

beschreven worden de interval start schakeling die ontworpen is om gedurende grotere intervallen te kunnen meten.

I.A Interval Start Schak~ing

De schakeling weergegeven in figuur 1 maakt het mogelijk om twee intervallen onafhankelijk van elkaar te starten door twee keer op de startknop te drukken. Dit heeft tot voordeel dat de meetintervallen groter gemaakt kunnen worden. Tot nu toe was het zo dat bij de TAF-methode de intervallen achter elkaar aan de

proefpersoon werden aangeboden. Hierdoor werden de meettijden van de intervallen beperkt tot maximaal 3.5 seconden. Door het mogelijk te maken dat de

proefpersoon tussen de intervallen even kan rusten, kan de meettijd per interval verhoogd worden tot 5 seconden.

RCTC CTc

•

0 5 2 b&et B L B ö Lr Sta:-t co J 0 OJ~

•

0 I< 2

.,

ÖJI< B ö Cl se Int. l RCTC CTC

Lr~

Int. 2

•

0 5 2 H B B ö l l Lr

fig. 1 Start intervalschakeling fig. 2 Signalendiagram De schakeling werkt als volgt. Door J en K van de JK-flipflop hoog ( + 12V) te maken werkt deze als triggerflipflop. Door de neçatieve startpuls via een inverter op de klok aan te sluiten, geldt na elke startpuls het volgende : On+ 1 =On· De flipflop kan gereset worden door Co laag (OV) te maken en op SD via een inverter de reset (negatieve puls) van het systeem aan te sluiten. De twee overige IC'szijn zogenaamde 'one-shot' IC's. Door 1₀ hoog te maken zal de output 0 bij opgaande

flank van het ingangssignaal 1_{1 een negatieve puls genereren. De breedte van de} puls kan ingsteld worden m.b.v. een weerstand en een condensator volgens t-0.3RtCt (Ct>0.01 F). Het juiste verloop van de signalen staat uitgewerkt in figuur 2.

1.8 Apparatuur aansluitingen

De apparatuur aansluitingen zal als volgt weergegeven worden. Boven elke eenheid (eenheid is een module of ander apparaat) staat de naam en een verwijzing naar een figuur uit bijlage l.C. Soms staat er tussen vierkante haken ook nog de Instelling van verschillende knoppen. Onder de naam staan drie kolommen. In de eerste staat de gebruikte aansluiting, waarbij het cijfer of de letter overeenkomen met het schema uit bijlage l.C. In de tweede kolom staat de omschrijving van de aansluiting en in de derde de verbinding met een andere eenheid.

Startfreset blok A: Antikaalschakeling (figuur 3) 1a 1b 2a 2b 3 maak contact verbreek contact hoog -laag laag- hoog aarde

8: Reset/start module (figuur 4)

4 reset

5 start in

6 start uit

C:

Start interval schakeling (figuur 3) 1a 1b 2a 2b

Interval 1

&

2

reset start start interval 1 start interval 2 start proefpersoon start proefpersoon

naar 5 reset/start module 8

niet aangesloten

aarde resetjstart proefpersoon

naar 1 a reset interval schakeling van reset proefpersoon

van startschakelaar proefpersoon van 2a antikaatschakeling A naar 1 b start interval schakeling

van 4 reset/start module 8

van 6 resetjstart module 8 naar 1 timer module interval1 (D) naar intervalkeuze schakelaar naar 1 timer module interval 2 (E) naar intervalkeuze schakelaar

D: Timer module interval 1 (figuur 5) [ a= 1 Oms, b =interval 1, c = 1

* ]

1

2

start interval einde interval

van 2a start interval 1 naar audio signaal gever E: Timer module interval 2 (figuur 5) [ a= 1 Oms, b =interval 2, c = 1

* ]

1

2

start interval einde interval

van 2b start interval 2 naar audio signaalgever

A: METEN MET GEPOORTE SINUSSEN

F: Delay timer (figuur 6) [ a= 1 Oms, b = 25, c = 1 * ]

1

2

start interval einde interval

van interval keuze schakelaar naar 1 van duur poortfunctie G naar 1 van duur sinus H

G:

Duur poortfunctie (figuur 5) [a= 10ms, b=duur poortfunctie, c= 1 *] 1

6

start interval einde interval

van 2 delay timer F naar 3 functie-generator 2 H: Duur sinus (figuur 5) [ a=10ms, b=duur sinus, c=1*]

1

6

start interval einde interval

1:

Functie generator 2 (figuur 10)

3 9

ingang MTG uitgang

J: Functie generator 1 (figuur 9) [ 7 =square, 8 =sine] 11

10

uitgang uitgang

K: Varlo-S poort (figuur 7) [ c = PF, e = 600 Ohm ) 2 3 4 ingang ingang uitgang B: METEN MET PULSTREINEN

F: Delay timer (figuur 6) [ a= 1 Oms, b = 25, c = 1 * )

1

2

start interval einde interval

G: Interval pulsen (figuur 5) [ a= 1 ms. b = 250, c = cont ]

4 2

start interval stop teller einde interval

H: Pulsduur teller (figuur 6) [ a= 1 ms. b = 08, c = 1 * ] 1

5

2 start teller uitgang einde teller

van 2 delay timer F

via converter naar 10 trigger jphase

van 6 duur poortfunctie

G

naar 2 varlo-S poort K

naar 3 varlo-S poort K naar periode counter

van 9 functie generator 2 (I) van 11 functie generator 1 (J) naar ingang dig. best. verzwakker L

van intervalkeuze schakelaar naar 1 interval pulsen G

van 2 delay timer F van 2 pulsen teller I naar 1 pulsduur teller H naar 1 pulsen teller I

van 2 interval pulsen G

via converter naar dig. best. verzw. naar 3 pulsen teller I

1: Pulsen Teller (figuur 5) [ a=ext, b=aantal pulsen, c= 1*] 2 3 start teller einde teller Ingang Verzwakker & Heinzinger Stuur1<ast L: Digitaal bestuurde verzwakker (figuur 8)

ingang uitgang

M: Heinzinger Stuurkast (figuur 11)

Modulation Eingang Lichtstram Eingang uitgang Lampe I.C Schema's apparatuur

van 2 interval pulsen G naar 4 interval pulsen G van 2 pulsduur teller

van 4 varlo-S poort K (of) van 5 pulsduur teller I naar 'Modulation Eingang' van Heinzinger Stuurkast

van digitaal bestuurde verzwakker van lichtgevoelige cel

+/-aansluiting lamp

In deze paragraaf is de apparatuur schematisch weergegeven.

0 0

o---+-1 1 I

RESET START

L..J L..J 5 i

5 f--t---o

fig. 5 Timer module (3*) fig. 6 Timer module (2*)

C'G BES'T VE~ZV..AK~<E~ \'1.~10-S-POORT 11

~I

--0

(PASS'E>] ~-+"..,ARIE I LAMP .. I

0--

~

-®

n '6 e , 2

0

~

---0

0

0

600/\

- 0

0

~loPEN!

G)

~

0 0>

c

0 (ll 0 IN UIT

fig. 7 Vario-S poort fig. 8 Dig. best. verzwakker

fig. 10 Functie generator 2

I.D Opmerkingen betreffende de apparatuur

HEIIIZIIIGER TNX MODEL

Gerat

0

...___\_,. ____,\ [Q]\ ..___ _\ -'

Moduletien Licht&trom tin Eingang !ingang

0 Lichtstrem U.pen•troa 10 • lOOsV Zundung 0 6A 0 0 0 0 0

* -

Laape + 0 0 0

fig. 11 Heinzinger Stuurkast

Tijdens de metingen is gebleken dat de 'Modulation Eingang' van de Heinzinger Stuurkast inverteert. Doordat de fototransitor die voor de terugkoppeling zorgt ook inverteert, lijkt alles in orde als het gemoduleerde lichtsignaal op de oscilloscoop bekeken wordt. Bij gepoorte sinussen maakt het niet zoveel uit als het signaal geinverteerd wordt. Bij flitstreinen krijgt de proefpersoon in deze situatie echter donkerpulsen inplaats van lichtpulsen te zien. Door nu de geinverteerde uitgangen van de converters te nemen kan dit probleem opgelost worden.

Indien de positieve puls uitgang van de converter aangesloten wordt zal de proefpersoon donkerpulsen te zien krijgen, terwijl de proefleider op de ocsilloscoop lichtpulsen ziet. Wordt echter de negatieve pulsuitgang gebruikt krijgt de

BIJLAGE 11

TAF en CSM

Er zijn twee methodes toegepast om de detectiedrempel te bepalen, namelijk: TAF- • Two alternative forced choice·

CSM- • Constante stimuli methode" de procedures zijn als volgt:

TAF. Belangrijkste kenmerk is dat de proefpersoon hier gedwongen is een keus te rnaken tussen twee alternatieven. Bij de gedane experimenten ging het om tijdsintervallen. De proefleider koos het interval waarin het signaal werd

aangeboden. De proefpersoon moest antwoorden in welk interval hij het signaal dacht te zien. Dit laatste met toepassing van de extreme detectieregel, het minste of geringste wat de pp. denkt te zien betekent "waarnemen".

In tegenstelling tot eerdere experimenten via TAF waren de intervallen nu begrensd. De proefpersoon kon nu zelf beslissen wanneer hij het tweede interval liet starten. Voordeel hiervan is dat de pp. even kan ontspannen tussen twee intervallen in. De metingen zijn nl. erg vermoeiend, zeker bij lange inspectietijden. CSM. leder interval wordt een signaal aangeboden. De pp. moet de beslissing "wel zien" of "niet zien" nemen.

De resultaten die we aldus verkrijgen dienen we voor de twee methodes verschillend te interpreteren.

Bij de TAF-methode berust de kans dat het goede interval gekozen wordt, als er niets aangeboden wordt, op zuiver toeval. Deze kans is dus 50%

De psychometrische kromme loopt hier dan ook van 50 naar 1 OO%(fig. 1 ). De drempel komt dan bij 75% te liggen.

Bij CSM ligt de drempel op 50%. Zoals ook mathematisch kan worden aangetoond is de helling rond detectieniveau bij TAF de helft van die bij

CSM. _o~~--~~~--~~ ld -40 stimulussurJtte fig.1 Psychometrische krommen, CSM en TAF.

Bijlage III. Meetresultaten.

Tabel la : Gemiddelde gevoeligheid van de De-Lange karakteristiek

als functie van de frequentie (

pp : HF ) •

I

pp

.

.

I

freq.

1

2.5

4

6

8

10

12.5

16

20

25

30

40

50

Tabel 1b

I

pp

.

.

I

freq.

1

2.5

4

6

8

10

12.5

16

20

25

30

40

50

HF

11

TAF

11 CSM

I

(Hz)

I

log(e)

_sdgem

log(e)

sdgem

4.135

0.039

4.159

0.028

3.849

0.038

3.926

0.045

3.577

0.049

3.604

0.023

3.330

0.018

3.327

0.027

3.292

0.019

3.299

0.030

3.237

0.014

3.279

0.027

3.154

0.039

3.215

0.026

3.254

0.025

3.294

0.030

3.428

0.036

3.449

0.058

3.640

0.035

3.709

0.028

3.947

0.053

4.102

0.054

4.726

0.020

4.489

-4.979

-

4.899

0.062

Gemiddelde gevoeligheid van de De-Lange karakteristiek

als functie van de frequentie (

pp:

JP ).

JP

11

TAF

11

CSM

I

(Hz)

I

log(e)

_sdgem

log(e)

_sdgem

3.823

0.071

3.837

0.069

3.602

0.028

3.625

0.048

3.281

0.021

3.316

0.035

3.113

0.056

3.178

0.049

3.032

0.007

3.132

0.051

3.072

0.046

3.120

0.065

3.095

0.036

3.098

0.036

3.171

0.050

3.256

0.043

3.372

0.016

3.367

0.007

3.481

0.066

3.488

0.051

3.638

0.018

3.673

0.027

4.162

0.119

4.113

0.120

4.735

0.058

4.689

0.024

Tabel 2

freq.

[Hz.)

5

pp:JP

12.5

40

5

pp:HF

12.5

40

Gemiddelde gevoeligheid als functie van het aantal toppen

bij golftreinen met beperkt aantal toppen

I

TAF

11

CSM

I

aantal

log(e)

_sdgem

log(e)

_sdgem

toppen

4

3.201

0.016

3.164

0.031

8

3.202

0.043

3.198

0.032

16

3.214

0.056

3.252

0.043

32

3.259

0.057

3.248

0.042

8

3.273

0.019

3.266

0.006

16

3.326

0.041

3.261

0.037

32

3.298

0.048

3.297

0.067

64

3.357

0.082

3.294

0.078

32

4.239

0.045

4.208

0.034

64

4.292

0.054

4.234

0.038

128

4.238

0.074

4.258

0.032

256

4.294

0.099

4.252

0.062

4

3.318

0.018

3.310

0.009

8

3.263

0.033

3.247

0.024

16

3.308

0.028

3.302

0.023

32

3.227

0.028

3.277

0.028

8

3.406

0.016

3.026

0.027

16

3.044

0.026

3.006

0.017

32

3.013

0.029

3.053

0.028

64

3.070

0.028

3.057

0.030

32

4.139

0.015

4.132

0.021

64

4.126

0.034

4.087

0.032

128

4.082

0.026

4.081

0.042

256

4.100

0.050

4.098

0.042

Tabel 3a

Gemiddelde gevoeligheid als functie van het aantal pulsen.

pp. : HF

11

TAF

11

CSM

I

I

#

pulsen

I

log(e)

_sdgem

log(e)

sdgem

1

4.315

0.038

4.328

0.050

2

4.268

0.026

4.338

0.019

4

4.328

0.038

4.369

0.023

8

4.289

0.015

4.361

0.011

16

4.268

0.018

4.331

0.012

Tabel 3b

Gemiddelde gevoeligheid als functie van het aantal pulsen.

pp. : JP

I

TAF

11

CSM

I

I

#

pulsen

I

log(e)

_sdgem

log(e)

_sdgem

1

4.443

0.101

4.460

0.066

2

4.455

0.051

4.464

0.054

4

4.365

0.031

4.432

0.047

8

4.414

0.037

4.392

0.027

16

4.512

0.037

4.417

0.022

Tabel 4

13'

s, bepaald uit fig. 5.

9

e..k

r-.10

pp.

TAF

CSM

JP

-30.0

19.6